直流コンセント
【課題】多数の回路を有していても全ての回路での消弧を図ることを可能としながら製品寸法の大型化を防止し、事故電流の遮断まで行うことを可能とした直流コンセントを提供する。
【解決手段】複数の回路４ａ乃至４ｇの各々は、電流を分流させることが可能な第１の回路５と第２の回路７とを有し、第１の回路５には開閉機構６が配置され、第２の回路７には開閉機構８が配置されていると共に、各々第２の回路７の上流側は、複数の回路４ａ乃至４ｇに共通する１つの消弧回路１３と接続され、この消弧回路１３には遮断器１４が配置されている。そして、通常時には、開閉機構６が入、開閉機構８が切の状態で運用し、プラグを直流コンセントから引き抜き又は回転させる過程で、開閉機構８と遮断器１４とが順次入となり、次に開閉機構６が切となり、更に遮断器１４が切となった後、開閉機構８が切となるようにする。
【解決手段】複数の回路４ａ乃至４ｇの各々は、電流を分流させることが可能な第１の回路５と第２の回路７とを有し、第１の回路５には開閉機構６が配置され、第２の回路７には開閉機構８が配置されていると共に、各々第２の回路７の上流側は、複数の回路４ａ乃至４ｇに共通する１つの消弧回路１３と接続され、この消弧回路１３には遮断器１４が配置されている。そして、通常時には、開閉機構６が入、開閉機構８が切の状態で運用し、プラグを直流コンセントから引き抜き又は回転させる過程で、開閉機構８と遮断器１４とが順次入となり、次に開閉機構６が切となり、更に遮断器１４が切となった後、開閉機構８が切となるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多数の回路を有する直流コンセントに関するもので、特にプラグを通電中に外すときに発生するアークを消す消弧回路を有する直流コンセントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、次世代送電網（スマートグリッド）として直流電力を供給する送電システムが採択される事態を配慮して、家屋やビル等に設置されたコンセントにプラグを差し込んで使用される電気機器においても、直流電源に対応した電気機器が開発・製品化されてきているという現状がある。
【０００３】
もっとも、家屋やビル等に設置されるコンセントとして直流コンセントを用いる場合に、既存の直流コンセントでは、プラグを通電中に外す時に発生するアークにより直流コンセントの接点の劣化を招くことが知られている一方で、アーク対策として例えば特許文献１に示されるように消弧部を備えた直流コンセントも既に開発されている。この特許文献１では、消弧部として、コンセントの接続部とプラグの接点との接続の解離時に、コンセントの接続部間を接続する高抵抗並列回路を備えた構成が示されている。
【０００４】
また、コンセントには、複数のプラグが差し込めるように多回路を有するコンセント装置も、例えば特許文献２の図１及び図２に示されるように存在しており、直流コンセントにおいても、多回路型のコンセントを使用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４６７８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１に示されるような直流コンセントを例えば特許文献２に示されるような多回路型とした場合に、特許文献１に示されるように消弧部としてコンセントの接続部間ごと、すなわち多数の回路ごとに高抵抗並列回路を設けると直流コンセントの製品寸法が相対的に大型化するという不具合がある。また、特許文献１に示されるように高抵抗並列回路を設けた場合には、事故電流の遮断まで行うことができないという不都合もある。
【０００７】
そこで、本発明は、多数の回路を有していても全ての回路での消弧を図ることを可能としながら製品寸法の相対的な大型化を防止し、しかも事故電流の遮断まで行うことを可能とした直流コンセントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る直流コンセントは、直流電源からの電流が差し込まれたプラグを介して複数の負荷に対して個別に流れるように複数の回路を有する直流コンセントであって、前記回路は、電流を分流させることが可能な第１の回路と第２の回路とを有し、前記第１の回路にはこの第１の回路を開閉するための第１の開閉機構が配置され、前記第２の回路にはこの第２の回路を開閉するための第２の開閉機構が配置されていると共に、前記第２の回路の上流側は前記複数の回路に共通する１つの消弧回路と接続され、前記消弧回路は、この消弧回路を開閉するための遮断器が配置されており、前記プラグが差し込まれた時は、前記第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態であり、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴としている（請求項１）。ここで、消弧回路に配置される遮断器の数も１つとすることが望ましい。また、各開閉機構は相対的に遮断能力が高くない簡易な構成のものが用いられるようにしても良い。これに対し、遮断器には相対的に遮断能力が高いものが用いられている。第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態から、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に第１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となるとの過程は、機械的に行っても、手動で押しボタンの操作を行う等、人為的に行っても良い。また、この発明の回路は、直流コンセント以外に直流分電盤等でも使用することができる。
【０００９】
より具体的には、前記回路は、前記第１の回路を一方端が前記直流電源に繋がる第１の母線と接続させ、前記第２の回路を前記第１の母線と同じ極側の電流が流れる第２の母線と接続させていると共に、前記第１の回路と前記第２の回路とは、前記開閉機構よりも下流側にて集約させて前記複数の負荷の１つと接続する負荷側回路を形成していることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
また、前記回路は、前記第１の回路の一方端を前記直流電源と接続させ、他方端に前記第１の開閉機構を配置し、この第１の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行うことで前記第１の回路の開閉を行い、前記第２の回路の一方端を前記消弧回路から延びる複数の分岐線の１つと接続させ、他方端に前記第２の開閉機構を配置し、この第２の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行い、前記遮断器が開閉動作を行うことにより前記第２の回路の開閉を行っていることを特徴としている（請求項３）。ここで、遮断器は電磁コイルに対する給電のＯＮ／ＯＦＦ制御により第２の回路の開閉を行うものとしても良い。
【００１１】
これらにより、直流コンセントからプラグが完全に外される際には、第１の開閉機構、第２の開閉機構が少なくとも切られて、回路を構成する第１の回路と第２の回路との双方が開状態となり、直流コンセントからプラグに対して電流が流れていないので、アークが発生せず、直流コンセントの接点劣化を招くことがない。
【００１２】
また、直流コンセントに回路が多数あっても、遮断器が配置される消弧回路の数は１つであり、各回路に配置される第１、第２の開閉機構も、相対的に遮断能力が高くない簡易な構成のものを用いることができるので、直流コンセントの製品寸法が大きくなることが抑制される。
【００１３】
更に、この発明に係る直流コンセントは、前記負荷側回路にこの負荷側回路で発生した事故を検知する検知機構が配置されており、この検知機構からの信号を受けて、前記プラグが差し込まれた状態でも、まず前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴としている（請求項４）。検知機構は、例えばＣＴ（Current Transformer）等とも称される変流器が用いられる。
【００１４】
これにより、負荷側回路で地絡や短絡等の電気的な事故が発生した場合には、検知機構がこの事故を検出してこの検出信号をコントロールユニットに送り、この検出信号を受けたコントロールユニットから事故が発生した負荷側回路を遮断するように各開閉機構や遮断器の各制御部に指示信号が発せられて、プラグが差し込まれた状態でもプラグを引き抜き又は回転させる過程と同様に、まず第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に第１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となって、事故が発生した負荷側回路が遮断される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、プラグを引き抜き又は回転させる等して、直流コンセントからプラグが完全に外れる際には、第１の開閉機構、第２の開閉機構が少なくとも切られて、回路を構成する第１の回路と第２の回路との双方が開状態となり、直流コンセントからプラグに対して電流が流れていないので、通電中にプラグを外すために発生していたアークの発生を防ぐことができ、よって、アークによる直流コンセントの接点劣化を生じさせないことが可能である。
【００１６】
また、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、遮断機が配置された消弧回路の数を１つに集約することができ、第１の開閉機構及び第２の開閉機構の構成を簡略なものとすることができるので、直流コンセントの製品寸法をコンパクトなものにすることができる。
【００１７】
特に請求項４に記載の発明によれば、負荷側回路で地絡や短絡等の事故が発生した場合には、検知機構がこの事故を検出してこの検出信号をコントロールユニットに送り、この検出信号を受けたコントロールユニットから事故が発生した負荷側回路を遮断するように第１、第２の開閉機構や遮断器の各制御部に指示信号が発せられて、プラグを引き抜いたりプラグを回転させたりする過程と同様に、第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となるので、事故が発生した負荷側回路を遮断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明に係る直流コンセントの概略を示した説明図である。
【図２】図２は、同上の直流コンセントにおける消弧方法における各ステップの移行を示したフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から２番目のステップに対応した説明図である。
【図４】図４は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第２の開閉機構を入れ、遮断器を閉じた状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から３番目及び４番目のステップに対応した説明図である。
【図５】図５は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から５番目及び６番目のステップに対応した説明図である。
【図６】図６は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、遮断器を切った状態を示すと共に図２の上から７番目のステップに対応した説明図である。
【図７】図７は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第１の開閉機構を切り、第２の開閉機構を切り、遮断器を開いた状態を示すと共に図２の上から８番目のステップに対応した説明図である。
【図８】図８は、図１に示される直流コンセントに対して、回路の負荷側回路に事故電流を検出する検出機構を配置した構成を示す説明図である。
【図９】図９は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例１を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１０】図１０は、同上の実施１の構成における、遮断器を入れ、第２の開閉機構を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１１】図１１は、同上の実施１の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１２】図１２は、同上の実施１の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図１３】図１３は、同上の実施１の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。 なお、以上の回転式の場合、抜き取り時の右回転操作が終了するまで、プラグの引抜が不可となるように、プラグ電極に突起、開口側に一番右の位置で抜ける溝を設けるなどの構造が必要である。
【図１４】図１４は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例２を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１５】図１５は、同上の実施２の構成における、遮断器を入れ、第２の開閉機構を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１６】図１６は、同上の実施２の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１７】図１７は、同上の実施２の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図１８】図１８は、同上の実施２の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。
【図１９】図１９は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例３を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構につながる遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２０】図２０は、同上の実施３の構成における、第２の開閉機構を入れ、遮断器を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２１】図２１は、同上の実施３の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２２】図２２は、同上の実施３の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図２３】図２３は、同上の実施３の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。 なお、以上の機構の場合、安全対策として、プラグを抜いている間は他のプラグが抜けないようにロックする機構を設ける。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１において、この発明に係る直流コンセントの総合回路１の一例として総合回路の概略的な構成が示されている。この直流コンセントの総合回路１は、この実施例では直流電源の負極側２と接続されるものとして示されているが必ずしもこれに限定されず、図示しないが直流電源の正極側と接続されるものであっても良い。
【００２１】
そして、直流コンセントの総合回路１は、複数（この実施例では７つ）のプラグ差込回路４ａ乃至４ｇを有しており、各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇは、開閉機構６を有する第１の回路５と、開閉機構８を有する第２の回路７とを有している。開閉機構６、８は、例えば遮断能力が相対的に低い直流スイッチであり、定格ＤＣ４００Ｖ、開閉４Ａの場合には、各開閉機構６、８の大きさは例えば長さ４２ｍｍ、幅２４ｍｍ、高さ４６ｍｍ（但し、手動レバーの高さ分を除く。）程度に収めることが可能であり、例えば直流用の配線用遮断器（ＮＦＢ「ノーヒューズブレーカ」とも称する。以下同じ。）を用いる場合に比し大幅に小さくすることが可能となっている。第１の回路５の一方端は母線１０と接続されて直流電源の負極側２と接続し、第２の回路７の一方端は母線１１と接続されて直流電源の負極側２と接続可能となっている。そして、第１の回路５と第２の回路７とは、開閉機構６と開閉機構８との間（開閉機構６、８よりも回路５、７の下流側）において集約されて成る、プラグを介して負荷Ｆ１乃至Ｆ７と接続するための負荷側回路９を有している。
【００２２】
更に、直流コンセントの総合回路１は、１つの消弧回路１３を有している。この消弧回路１３は、プラグ差込回路４ａ乃至４ｇとは別に、一方端が母線１０と接続されて直流電源の負極側２と接続し、他方端が母線１１と接続されて直流電源の負極側２と接続可能となっている。すなわち、消弧回路１３は、母線１１を介してプラグ差込回路４ａ乃至４ｇの第２の回路７と接続されている。そして、消弧回路１３には、遮断器１４が１つ配置されている。この遮断器１４は、例えば前述した直流用の配線用遮断器が用いられ、その寸法例としては、定格ＤＣ３５０Ｖ、通電電流５０Ａ、遮断電流１０ｋＡであれば、長さ１５５ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ７０ｍｍ（但し、手動レバーの高さ分を除く。）程の大きさとなりうる。
【００２３】
次に、このような直流コンセントの総合回路１を用いた消弧方法について、図２のフローチャートと図３から図７において示される負荷Ｆ１へ電流を供給するためのプラグ差込回路４ａ及び消弧回路１３を抽出した図とを用いて以下に説明する。
【００２４】
直流コンセントに差し込まれたプラグを介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図３に示されるように、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態になっており、これにより図２のステップ１０１及び図３の矢印に示されるように、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００２５】
これに対して、プラグが直流コンセントから引き抜かれ或いはプラグを回転させる過程では、次に示されるようなステップの切り換えが行われる。
【００２６】
まず、図２のステップ１０２及び図４に示されるように、開閉機構６の入を維持したまま、開閉機構８、遮断器１４の順に入にする。これにより、図２のステップ１０３及び図４の矢印に示されるように、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００２７】
次に、図２のステップ１０４及び図５に示されるように、開閉機構８の入、遮断器１４の入を維持したまま開閉機構６を切にする。これにより、図２のステップ１０５及び図５の矢印に示されるように、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００２８】
更に、図２のステップ１０６及び図６に示されるように、開閉機構６の切、開閉機構８の入を維持したまま遮断器１４を切にする。これにより、図６に示されるように、第１の回路５、７の双方及びこれと接続された負荷側回路９も開状態にあるので、直流電源からの電流はプラグを経由して負荷Ｆ１に至らないものとなる。
【００２９】
そして、上記のように、負荷側回路９に電流が流れない状態となっていることを確認して、図２のステップ１０７及び図７に示されるように、開閉機構６の切、遮断器１４の切を維持したまま開閉機構８を切にする。
【００３０】
以上に示される消弧方法によれば、直流コンセントであっても、プラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態とすることができるため、直流コンセントに差し込まれた状態のプラグを外しても、通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【００３１】
そして、直流コンセントの総合回路１は、図８に示されるように、各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇの負荷側回路９にて地絡や短絡等の事故が発生した場合に過大電力・異常電力を検出することができるように、検知機構として例えばＣＴ等の変流器１５が各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇの負荷側回路９に配置されるようにすると共に、この変流器１５からの検出信号を受信して各開閉機構６、８や遮断器１４を動かす制御部１６、１７、１８に事故が発生した負荷側回路９への電力の供給を遮断するように指示信号を送るコントロールユニット１９を設けるようにしても良い。
【００３２】
これにより、プラグが直流コンセントに差し込まれた状態でも、上述した図２に示されるようなプラグが直流コンセントから引き抜かれ又はプラグを回転させる過程のステップと同様の制御がコントロールユニットからの信号により自動的に行われるので、事故が発生した負荷側回路９を有するプラグ差込回路４ａは電流が遮断された状態とすることができ、過大電力・異常電力が流れることによって直流コンセントが故障するのを防止することが可能となる。
【００３３】
次に、開閉機構６、開閉機構８及び遮断器１４が入となったり切りとなったりするための具体的な構成について、実施例１、実施例２及び実施例３として説明する。
【実施例１】
【００３４】
図９から図１３において、この発明の実施例１が示されている。この実施例１で用いられるプラグ２１は、図９（ａ）から図１３（ａ）に示されるように、円柱状の２つの端子２２、２３を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。
【００３５】
直流コンセントは、図９（ａ）から図１３（ａ）に示されるように、この実施例１では２つの円板状部材２７、２８を有し、これらの円板状部材２７、２８は、プラグ２１の端子２２、２３の軸方向に沿って重ねるように組み合わせられている。
【００３６】
円板状部材２７は、回転しないようになっており、この円板状部材２７の中心Ｐ１を中心として描く同じ円軌道上に形成された２つの差込孔２９、３０が形成されていると共に、この差込孔２９、３０のプラグ２１側の開口縁は、差込孔２９、３０の一方端から中程まで延びる略Ｕ字状の電極３１、３２が設けられており、これらの電極３１、３２は差込孔２９、３０にプラグ２１の端子２２、２３が接した際に端子２２、２３と接することができるようになっていると共に、電極３１、３２と端子２２、２２とが接し又は離れることが開閉機構６の入と切として機能する。
【００３７】
円板状部材２８は、この円板状部材２７の中心Ｐ２に設けられた回転軸３３に外部から回転力が伝達されることにより回転するようになっていると共に、この実施例１ではプラグ２１とは反対側の面において円板状部材２８の中心Ｐ２を中心として描く異なる円軌道上に形成された２つの隆起部３４、３５が形成されている。この隆起部３４と隆起部３５とは、隆起開始点が隆起部３４の方が隆起部３５よりも早く、隆起終了点は隆起部３４の方が隆起部３５よりも遅くなっている。すなわち、隆起部３４の方が隆起部３５よりも円弧軌道に沿った寸法が長くなっている。
【００３８】
更に、直流コンセントは、円板状部材２７、２８とは別に、可動部３６、３７を有している。この可動部３６、３７は、円板状部材２８の軸方向から見た位置的には動かないものとなっており、円板状部材２８側に突出した突起３６ａ、３７ａを有すると共に円板状部材２８側に常に付勢されているもので、突起３６ａ、３７ａの先端は円板状部材２８の隆起部３４、３５と重ならない位置では隆起部３４、３５の隆起側面よりも円板状部材２８側にあり、隆起部３４、３５と重なる位置ではこの隆起部３４、３５により押されて円板状部材２８から離れる方向に動くようになっている。そして、可動部３６の円板状部材２８から離れる方向に動く動線上に接点３８、３８が配置されており、接点３８、３８と可動部３６、３７が接し又は離れることにより、開閉機構８、遮断器１４の入と切とが行われる。
【００３９】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図９（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重ならずに円板状部材２８から離れる方向に押されていないので接点３８、３８と当接していない。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。よって、図９（ｂ）に示されるように、図３と同様に、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００４０】
これに対して、プラグ２１を円板状部材２７に対して図１０（ａ）から図１３（ａ）の矢印方向に回転させると、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００４１】
まず、プラグ２１の端子２２、２３が図９（ａ）の位置から図１０（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１０（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接した状態を維持し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接する。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１０（ｂ）に示されるように、図４と同様に、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００４２】
次に、プラグ２１の端子２２、２３が図１０（ａ）の位置から図１１（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１１（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れる一方で、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１１（ｂ）に示されるように、図５と同様に、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００４３】
更に、プラグ２１の端子２２、２３が図１１（ａ）の位置から図１２（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１２（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３６は隆起部３４と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する一方で、可動部３７は隆起部３５と重ならなくなり隆起部３５で突起３７ａが円板状部材２８から離れる方向に押されなくなるため可動部３７に対する付勢力により円板状部材２８側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１２（ｂ）に示されるように、図６と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれも流れなくなり、よって負荷側回路９にも電流が流れなくなる。
【００４４】
そして、プラグ２１の端子２２、２３が図１２（ａ）の位置から図１３（ａ）の位置すなわち差込孔２９、３０の端まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１３（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３７は隆起部３５と重ならず接点３８、３８から離れた状態を維持する一方で、可動部３６も隆起部３４と重ならなくなり隆起部３４で突起３６ａが円板状部材２８から離れる方向に押されなくなるため可動部３６に対する付勢力により円板状部材２８側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１３（ｂ）に示されるように、図７と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれにも流れず、よって負荷側回路９にも電流が流れない状態が維持された態様で、開閉機構８を切ることができる。
【００４５】
以上によれば、図９に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を回転させて図１３の状態で外しても、その時にはプラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【実施例２】
【００４６】
図１４から図１８において、この発明の実施例２が示されている。この実施例２で用いられるプラグ２１は、図１４（ａ）から図１８（ａ）に示されるように、薄い直方体の板状の２つの端子２２、２３を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。直流コンセントは、プラグ２１の端子２２、２３が挿着されることで端子２２、２３と接する電極３１、３２を有している。これらの電極３１、３２と端子２２、２２とが接し又は離れることが開閉機構６の入と切として機能する。
【００４７】
更に、プラグ２１は、この実施例２ではプラグ本体２４のうちの端子２２、２３の間からこれらの端子２２、２３の延出方向と同じ方向に延びる操作棒４０を有していると共に、直流コンセントはこの操作棒４０と端子２２、２３との間になるように配置された可動部３７、３８を有している。
【００４８】
操作棒４０は、可動部３６側（端子２３側）に隆起した隆起部３４と可動部３７側（端子２２側）に隆起した隆起部３５とを有し、隆起部３４、３５は操作棒４０の軸方向に沿って延びていると共に、操作棒４０の端端側における隆起部３４の隆起開始点は隆起部３５の隆起部３５の隆起開始点よりも早く操作棒４０のプラグ本体２４側における隆起部３４の隆起終了点は隆起部３５の隆起部３５の隆起終了点よりも遅くなっている。すなわち、隆起部３４の方が隆起部３５よりも操作棒４０の軸方向に沿った寸法が長くなっている。
【００４９】
可動部３７、３８は、操作棒４０側に常時付勢されていると共に、操作棒４０側に突出した突起３７ａ、３８ａを有している。突起３６ａ、３７ａの先端は操作棒４０の隆起部３４、３５と重ならない位置では操作棒４０を挟んで相対的に近接した側にあり、隆起部３４、３５と重なる位置では隆起部３４、３５により押されて端子２２又は２３側に動くようになっている。そして、可動部３６の端子２２又は２３側に動く動線上に接点３８、３８が配置されており、接点３８、３８と可動部３６、３７とが接し又は離れることにより、開閉機構８、遮断器１４の入と切とがそれぞれ行われる。
【００５０】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図１４（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重ならずに端子２２又は２３側に押されていないので接点３８、３８と当接していない。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。よって、図１４（ｂ）に示されるように、図３と同様に、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００５１】
これに対して、プラグ２１を直流コンセントから図１５（ａ）から図１８（ａ）の矢印方向に示すように引き抜くと、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００５２】
まず、プラグ２１の端子２２、２３が図１４（ａ）の位置から図１５（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１５（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接した状態を維持し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり端子２２又は２３側に押されて接点３８、３８と当接する。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１５（ｂ）に示されるように、図４と同様に、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００５３】
次に、プラグ２１の端子２２、２３が図１５（ａ）の位置から図１６（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１６（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れる一方で、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり端子２２又は２３側に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１６（ｂ）に示されるように、図５と同様に、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００５４】
更に、プラグ２１の端子２２、２３が図１６（ａ）の位置から図１７（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１７（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３６は隆起部３４と重なり端子２３側に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する一方で、可動部３７は隆起部３５と重ならなくなり隆起部３５で突起３７ａが端子２２側に押されなくなるため可動部３７に対する付勢力により端子２３側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１７（ｂ）に示されるように、図６と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、７のいずれも流れなくなり、よって負荷側回路９にも電流が流れなくなる。
【００５５】
そして、プラグ２１の端子２２、２３が図１７（ａ）の位置から図１８（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１８（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３７は隆起部３５と重ならないため接点３８、３８から離れた状態を維持する一方で、可動部３６も隆起部３４と重ならなくなり隆起部３４で突起３６ａが端子２３側に押されなくなるため可動部３６に対する付勢力により端子２２側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１８（ｂ）に示されるように、図７と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれにも流れず、よって負荷側回路９にも電流が流れない状態が維持された態様で、開閉機構８を切ることができる。
【００５６】
以上によれば、図１４に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を図１８の状態から更に引き抜いてプラグ２１を完全に外す時には、プラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【実施例３】
【００５７】
図１９から図２３において、この発明の実施例３が示されている。この実施例３で用いられるプラグ２１は、図１９（ａ）から図２３（ａ）に示されるように、薄い直方体の板状の２つの端子２２、２３（但し、実施例の構成の説明の便宜から端子２２のみを表示。）を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。
【００５８】
直流コンセントは、図１９（ａ）から図２３（ａ）に示されるように、第１の回路５及び第２の回路７を有して構成される複数のプラグ差込回路４（但し、図ではプラグ差込回路４ａのみを表示。）を備えている。プラグ差込回路４の第１の回路５は、この実施例３では一方端が直流電源の正極側３に接続され、他方端に直流コンセントに差し込まれたプラグ２１の端子２２と接することが可能な電極４２が配置されている。この電極４２は開閉機構６として作用し、プラグ２１の端子２２と接し又は離れることにより開閉機構６の入と切とを行うものとなっている。プラグ差込回路４の第２の回路７は、一方端が下記する消弧回路１３と接続され、他方端には直流コンセントに差し込まれたプラグ２１の端子２２と接することが可能な電極４３が配置されている。この電極４３は、開閉機構８として作用し、プラグ２１の端子２２と接し又は離れることにより開閉機構８の入と切を行うものとなっている。
【００５９】
また、直流コンセントは、遮断器１４が配置された消弧回路１３を有している。この消弧回路１３は、１つに集約されており、一方端が直流電源の正極側３に接続され他方端がＤ点において複数の第２の回路７と接続されるものとなっている。ダイオードやサイリスタ等の逆流防止素子４４は、この実施例では第２の回路７のうちＤ点に最も近い側に配置されている。
【００６０】
更に、直流コンセントは、遮断器１４の入と切とを行うための制御回路４５を有しており、この制御回路４５は、一方端が直流電源の正極側３に接続され、他方端が直流電源の負極側２’に接続されるようになっていると共に、電磁コイル４６が配置されている。そして、この制御回路４５は、電磁コイル４６と直流電源の負極側２’との間に２つの開閉機構４７、４８を有している。
【００６１】
開閉機構４７は、常にプラグ２１の端子２２側に付勢されている可動部４９と、可動部４９よりもプラグ２１の端子２２側に位置する２つの接点５０、５０とで基本的に構成されている。そして、開閉機構４７は、可動部４９がプラグ２１の端子２２の側面に当接しているときには可動部４９は付勢力に抗してプラグ２１に押された状態にあり、これに伴い、接点５０、５０と接せず、可動部４９がプラグ２１の端子２２の側面に当接していないときには、可動部４９がプラグ２１に押されていないので、付勢力により接点５０、５０と接するようになっている。
【００６２】
開閉機構４８は、常にプラグ２１の端子２２側に付勢されている可動部５１と、２つの接点５２、５２とで基本的に構成されており、可動部５１が接点５２、５２よりもプラグ２１の端子２２側に位置している。そして、開閉機構４８は、可動部５１がプラグ２１の端子２２の側面に当接しているときには可動部５１は付勢力に抗してプラグ２１に押された状態にあり、これに伴い、接点５２、５２と接し、可動部５１がプラグ２１の端子２２の側面に当接していないときには、可動部５１がプラグ２１に押されていないので、付勢力により接点５２、５２と接しないようになっている。すなわち、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２に当接せず、開閉機構４８の可動部５１がプラグ２１の端子２２に当接している場合にのみ、制御回路４５に給電され、電磁コイル４６で発生する電磁力が作用して遮断器１４が入となる。
【００６３】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図１９（ａ）に示されるように、開閉機構６として作用する電極４２は，プラグ２１の端子２２と接して入の状態にある一方で、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２で押された状態にあるため接点５０、５０と接せず、電磁コイル４６に給電されないため遮断器１４も切の状態となっている。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態にある。
【００６４】
よって、図１９（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５を通って開閉機構６として作用する電極４２からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００６５】
これに対して、プラグ２１を直流コンセントから図２０（ａ）から図２３（ａ）の矢印方向に示すように引き抜くと、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００６６】
まず、プラグ２１の端子２２が図１９（ａ）の位置から図２０（ａ）の位置に移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２０（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２は開閉機構６として作用する電極４２、開閉機構８として作用する電極４３の双方と接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２で押されなくなって接点５０、５０と接するようになり、しかも、開閉機構４８の可動部５１がプラグ２１の端子２２で押された状態にあるため接点５２、５２と接した状態を維持していることから、開閉機構６として作用する電極４２と開閉機構８として作用する電極４３の双方が入の状態になり、電磁コイル４６に給電され、遮断器１４が入の状態となる。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態にある。
【００６７】
よって、図２０（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５を通って開閉機構６として作用する電極４２からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至るルートと、消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４、ダイオード４４を経た後、第２の回路７を通って開閉機構８として作用する電極４３からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至る他のルートとができる。
【００６８】
次に、プラグ２１の端子２２が図２０（ａ）の位置から図２１（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２１（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２は開閉機構６として作用する電極４２から離れるが、開閉機構６として作用する電極４３とは接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態、開閉機構４８の可動部５１は接点５２、５２と接した状態をそれぞれ維持するため、電磁コイル４６に給電され、遮断器１４は入の状態が維持される。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態にある。
【００６９】
よって、図２１（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４、ダイオード４４を経た後、第２の回路７を通って開閉機構８として作用する電極４３からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至ることとなる。
【００７０】
更に、プラグ２１の端子２２が図２１（ａ）の位置から図２２（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２２（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２が開閉機構６として作用する電極４２から離れた状態、開閉機構８として作用する電極４３とは接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態にあるが開閉機構４８の可動部５１はプラグ２１の端子３２が外れるためプラグ２１の端子２２で押されなくなって接点５２、５２から離れるため電磁コイル４６に給電されないので遮断器１４は切の状態となる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態にある。
【００７１】
よって、図２２（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５、７のいずれにも流れなくなり、よって開閉機構６として作用する電極４２及び開閉機構８として作用する電極４３のいずれからもプラグ２１の端子２２に電流が流れなくなる。
【００７２】
そして、図２３（ａ）に示すように、プラグ２１の端子２２を直流コンセントから完全に引き抜いた段階では、プラグ２１の端子２２が開閉機構６として作用する電極４２から離れた状態を維持しつつ開閉機構８として作用する電極４３からも離れる一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態、開閉機構４８の可動部５１は接点５２、５２から離れた状態をそれぞれ維持するため電磁コイル４６に給電されないので遮断器１４は切の状態が維持される。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。
【００７３】
以上によれば、図１９に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を図２３に示されるようにプラグ２１が完全に引き抜かれるようにしても、その時にはプラグ差込回路４の第１の回路５及び第２の回路７は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、プラグ２１の端子２２が電極４３から離れるときにアークの発生を防止することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 直流コンセントの総合回路
２、２’ 直流電源の負極側
３ 直流電源の正極側
４ａ乃至４ｇ プラグ差込回路（回路）
５ 回路（第１の回路）
６ 開閉機構（第１の開閉機構）
７ 回路（第２の回路）
８ 開閉機構（第２の開閉機構）
９ 負荷側回路
１０ 母線（第１の母線）
１１ 母線（第２の母線）
１３ 消弧回路
１４ 遮断器
１５ 変流器（検知機構）
１６乃至１８ 制御部
１９ コントロールユニット
２１ プラグ
２２、２３ 端子
２４ プラグ本体
２５ コード
２７、２８ 円板状部材
２９、３０ 差込孔
３１、３２ 電極
３３ 回転軸
３４、３５ 隆起部
３６、３７ 可動部
３６ａ、３７ａ 突起
３８ 接点
４０ 操作棒
４２ 電極（第１の開閉機構）
４３ 電極（第２の開閉機構）
４４ ダイオードもしくはサイリスタ等の逆流防止素子
４５ 制御回路
４６ 電磁コイル
４７、４８ 開閉機構
４９ 可動部
５０ 接点
５１ 可動部
５２ 接点
Ｆ１乃至Ｆ７ 負荷
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多数の回路を有する直流コンセントに関するもので、特にプラグを通電中に外すときに発生するアークを消す消弧回路を有する直流コンセントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、次世代送電網（スマートグリッド）として直流電力を供給する送電システムが採択される事態を配慮して、家屋やビル等に設置されたコンセントにプラグを差し込んで使用される電気機器においても、直流電源に対応した電気機器が開発・製品化されてきているという現状がある。
【０００３】
もっとも、家屋やビル等に設置されるコンセントとして直流コンセントを用いる場合に、既存の直流コンセントでは、プラグを通電中に外す時に発生するアークにより直流コンセントの接点の劣化を招くことが知られている一方で、アーク対策として例えば特許文献１に示されるように消弧部を備えた直流コンセントも既に開発されている。この特許文献１では、消弧部として、コンセントの接続部とプラグの接点との接続の解離時に、コンセントの接続部間を接続する高抵抗並列回路を備えた構成が示されている。
【０００４】
また、コンセントには、複数のプラグが差し込めるように多回路を有するコンセント装置も、例えば特許文献２の図１及び図２に示されるように存在しており、直流コンセントにおいても、多回路型のコンセントを使用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４６７８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１に示されるような直流コンセントを例えば特許文献２に示されるような多回路型とした場合に、特許文献１に示されるように消弧部としてコンセントの接続部間ごと、すなわち多数の回路ごとに高抵抗並列回路を設けると直流コンセントの製品寸法が相対的に大型化するという不具合がある。また、特許文献１に示されるように高抵抗並列回路を設けた場合には、事故電流の遮断まで行うことができないという不都合もある。
【０００７】
そこで、本発明は、多数の回路を有していても全ての回路での消弧を図ることを可能としながら製品寸法の相対的な大型化を防止し、しかも事故電流の遮断まで行うことを可能とした直流コンセントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る直流コンセントは、直流電源からの電流が差し込まれたプラグを介して複数の負荷に対して個別に流れるように複数の回路を有する直流コンセントであって、前記回路は、電流を分流させることが可能な第１の回路と第２の回路とを有し、前記第１の回路にはこの第１の回路を開閉するための第１の開閉機構が配置され、前記第２の回路にはこの第２の回路を開閉するための第２の開閉機構が配置されていると共に、前記第２の回路の上流側は前記複数の回路に共通する１つの消弧回路と接続され、前記消弧回路は、この消弧回路を開閉するための遮断器が配置されており、前記プラグが差し込まれた時は、前記第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態であり、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴としている（請求項１）。ここで、消弧回路に配置される遮断器の数も１つとすることが望ましい。また、各開閉機構は相対的に遮断能力が高くない簡易な構成のものが用いられるようにしても良い。これに対し、遮断器には相対的に遮断能力が高いものが用いられている。第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態から、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に第１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となるとの過程は、機械的に行っても、手動で押しボタンの操作を行う等、人為的に行っても良い。また、この発明の回路は、直流コンセント以外に直流分電盤等でも使用することができる。
【０００９】
より具体的には、前記回路は、前記第１の回路を一方端が前記直流電源に繋がる第１の母線と接続させ、前記第２の回路を前記第１の母線と同じ極側の電流が流れる第２の母線と接続させていると共に、前記第１の回路と前記第２の回路とは、前記開閉機構よりも下流側にて集約させて前記複数の負荷の１つと接続する負荷側回路を形成していることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
また、前記回路は、前記第１の回路の一方端を前記直流電源と接続させ、他方端に前記第１の開閉機構を配置し、この第１の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行うことで前記第１の回路の開閉を行い、前記第２の回路の一方端を前記消弧回路から延びる複数の分岐線の１つと接続させ、他方端に前記第２の開閉機構を配置し、この第２の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行い、前記遮断器が開閉動作を行うことにより前記第２の回路の開閉を行っていることを特徴としている（請求項３）。ここで、遮断器は電磁コイルに対する給電のＯＮ／ＯＦＦ制御により第２の回路の開閉を行うものとしても良い。
【００１１】
これらにより、直流コンセントからプラグが完全に外される際には、第１の開閉機構、第２の開閉機構が少なくとも切られて、回路を構成する第１の回路と第２の回路との双方が開状態となり、直流コンセントからプラグに対して電流が流れていないので、アークが発生せず、直流コンセントの接点劣化を招くことがない。
【００１２】
また、直流コンセントに回路が多数あっても、遮断器が配置される消弧回路の数は１つであり、各回路に配置される第１、第２の開閉機構も、相対的に遮断能力が高くない簡易な構成のものを用いることができるので、直流コンセントの製品寸法が大きくなることが抑制される。
【００１３】
更に、この発明に係る直流コンセントは、前記負荷側回路にこの負荷側回路で発生した事故を検知する検知機構が配置されており、この検知機構からの信号を受けて、前記プラグが差し込まれた状態でも、まず前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴としている（請求項４）。検知機構は、例えばＣＴ（Current Transformer）等とも称される変流器が用いられる。
【００１４】
これにより、負荷側回路で地絡や短絡等の電気的な事故が発生した場合には、検知機構がこの事故を検出してこの検出信号をコントロールユニットに送り、この検出信号を受けたコントロールユニットから事故が発生した負荷側回路を遮断するように各開閉機構や遮断器の各制御部に指示信号が発せられて、プラグが差し込まれた状態でもプラグを引き抜き又は回転させる過程と同様に、まず第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に第１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となって、事故が発生した負荷側回路が遮断される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、プラグを引き抜き又は回転させる等して、直流コンセントからプラグが完全に外れる際には、第１の開閉機構、第２の開閉機構が少なくとも切られて、回路を構成する第１の回路と第２の回路との双方が開状態となり、直流コンセントからプラグに対して電流が流れていないので、通電中にプラグを外すために発生していたアークの発生を防ぐことができ、よって、アークによる直流コンセントの接点劣化を生じさせないことが可能である。
【００１６】
また、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、遮断機が配置された消弧回路の数を１つに集約することができ、第１の開閉機構及び第２の開閉機構の構成を簡略なものとすることができるので、直流コンセントの製品寸法をコンパクトなものにすることができる。
【００１７】
特に請求項４に記載の発明によれば、負荷側回路で地絡や短絡等の事故が発生した場合には、検知機構がこの事故を検出してこの検出信号をコントロールユニットに送り、この検出信号を受けたコントロールユニットから事故が発生した負荷側回路を遮断するように第１、第２の開閉機構や遮断器の各制御部に指示信号が発せられて、プラグを引き抜いたりプラグを回転させたりする過程と同様に、第２の開閉機構と遮断器とが順次入となり、次に１の開閉機構が切となり、更に遮断器が切となった後、第２の開閉機構が切となるので、事故が発生した負荷側回路を遮断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明に係る直流コンセントの概略を示した説明図である。
【図２】図２は、同上の直流コンセントにおける消弧方法における各ステップの移行を示したフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から２番目のステップに対応した説明図である。
【図４】図４は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第２の開閉機構を入れ、遮断器を閉じた状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から３番目及び４番目のステップに対応した説明図である。
【図５】図５は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示すと共に図２の上から５番目及び６番目のステップに対応した説明図である。
【図６】図６は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、遮断器を切った状態を示すと共に図２の上から７番目のステップに対応した説明図である。
【図７】図７は、図１に示される直流コンセントにおいて、１つの負荷への回路を抜き出し、この回路において、第１の開閉機構を切り、第２の開閉機構を切り、遮断器を開いた状態を示すと共に図２の上から８番目のステップに対応した説明図である。
【図８】図８は、図１に示される直流コンセントに対して、回路の負荷側回路に事故電流を検出する検出機構を配置した構成を示す説明図である。
【図９】図９は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例１を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１０】図１０は、同上の実施１の構成における、遮断器を入れ、第２の開閉機構を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１１】図１１は、同上の実施１の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１２】図１２は、同上の実施１の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図１３】図１３は、同上の実施１の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。 なお、以上の回転式の場合、抜き取り時の右回転操作が終了するまで、プラグの引抜が不可となるように、プラグ電極に突起、開口側に一番右の位置で抜ける溝を設けるなどの構造が必要である。
【図１４】図１４は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例２を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構が切、遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１５】図１５は、同上の実施２の構成における、遮断器を入れ、第２の開閉機構を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１６】図１６は、同上の実施２の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図１７】図１７は、同上の実施２の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図１８】図１８は、同上の実施２の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。
【図１９】図１９は、この発明の直流コンセントにおける第１の開閉機構、第２の開閉機構及び遮断器の構成をより具体的に示した実施例３を説明したもので、通常時における、第１の開閉機構が入、第２の開閉機構につながる遮断器が切の状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２０】図２０は、同上の実施３の構成における、第２の開閉機構を入れ、遮断器を入れた状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２１】図２１は、同上の実施３の構成における、第１の開閉機構を切った状態における電力供給の流れを示した説明図である。
【図２２】図２２は、同上の実施３の構成における、遮断器を切った状態を示した説明図である。
【図２３】図２３は、同上の実施３の構成における、第２の開閉機構を切った状態を示した説明図である。 なお、以上の機構の場合、安全対策として、プラグを抜いている間は他のプラグが抜けないようにロックする機構を設ける。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１において、この発明に係る直流コンセントの総合回路１の一例として総合回路の概略的な構成が示されている。この直流コンセントの総合回路１は、この実施例では直流電源の負極側２と接続されるものとして示されているが必ずしもこれに限定されず、図示しないが直流電源の正極側と接続されるものであっても良い。
【００２１】
そして、直流コンセントの総合回路１は、複数（この実施例では７つ）のプラグ差込回路４ａ乃至４ｇを有しており、各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇは、開閉機構６を有する第１の回路５と、開閉機構８を有する第２の回路７とを有している。開閉機構６、８は、例えば遮断能力が相対的に低い直流スイッチであり、定格ＤＣ４００Ｖ、開閉４Ａの場合には、各開閉機構６、８の大きさは例えば長さ４２ｍｍ、幅２４ｍｍ、高さ４６ｍｍ（但し、手動レバーの高さ分を除く。）程度に収めることが可能であり、例えば直流用の配線用遮断器（ＮＦＢ「ノーヒューズブレーカ」とも称する。以下同じ。）を用いる場合に比し大幅に小さくすることが可能となっている。第１の回路５の一方端は母線１０と接続されて直流電源の負極側２と接続し、第２の回路７の一方端は母線１１と接続されて直流電源の負極側２と接続可能となっている。そして、第１の回路５と第２の回路７とは、開閉機構６と開閉機構８との間（開閉機構６、８よりも回路５、７の下流側）において集約されて成る、プラグを介して負荷Ｆ１乃至Ｆ７と接続するための負荷側回路９を有している。
【００２２】
更に、直流コンセントの総合回路１は、１つの消弧回路１３を有している。この消弧回路１３は、プラグ差込回路４ａ乃至４ｇとは別に、一方端が母線１０と接続されて直流電源の負極側２と接続し、他方端が母線１１と接続されて直流電源の負極側２と接続可能となっている。すなわち、消弧回路１３は、母線１１を介してプラグ差込回路４ａ乃至４ｇの第２の回路７と接続されている。そして、消弧回路１３には、遮断器１４が１つ配置されている。この遮断器１４は、例えば前述した直流用の配線用遮断器が用いられ、その寸法例としては、定格ＤＣ３５０Ｖ、通電電流５０Ａ、遮断電流１０ｋＡであれば、長さ１５５ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ７０ｍｍ（但し、手動レバーの高さ分を除く。）程の大きさとなりうる。
【００２３】
次に、このような直流コンセントの総合回路１を用いた消弧方法について、図２のフローチャートと図３から図７において示される負荷Ｆ１へ電流を供給するためのプラグ差込回路４ａ及び消弧回路１３を抽出した図とを用いて以下に説明する。
【００２４】
直流コンセントに差し込まれたプラグを介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図３に示されるように、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態になっており、これにより図２のステップ１０１及び図３の矢印に示されるように、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００２５】
これに対して、プラグが直流コンセントから引き抜かれ或いはプラグを回転させる過程では、次に示されるようなステップの切り換えが行われる。
【００２６】
まず、図２のステップ１０２及び図４に示されるように、開閉機構６の入を維持したまま、開閉機構８、遮断器１４の順に入にする。これにより、図２のステップ１０３及び図４の矢印に示されるように、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００２７】
次に、図２のステップ１０４及び図５に示されるように、開閉機構８の入、遮断器１４の入を維持したまま開閉機構６を切にする。これにより、図２のステップ１０５及び図５の矢印に示されるように、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００２８】
更に、図２のステップ１０６及び図６に示されるように、開閉機構６の切、開閉機構８の入を維持したまま遮断器１４を切にする。これにより、図６に示されるように、第１の回路５、７の双方及びこれと接続された負荷側回路９も開状態にあるので、直流電源からの電流はプラグを経由して負荷Ｆ１に至らないものとなる。
【００２９】
そして、上記のように、負荷側回路９に電流が流れない状態となっていることを確認して、図２のステップ１０７及び図７に示されるように、開閉機構６の切、遮断器１４の切を維持したまま開閉機構８を切にする。
【００３０】
以上に示される消弧方法によれば、直流コンセントであっても、プラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態とすることができるため、直流コンセントに差し込まれた状態のプラグを外しても、通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【００３１】
そして、直流コンセントの総合回路１は、図８に示されるように、各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇの負荷側回路９にて地絡や短絡等の事故が発生した場合に過大電力・異常電力を検出することができるように、検知機構として例えばＣＴ等の変流器１５が各プラグ差込回路４ａ乃至４ｇの負荷側回路９に配置されるようにすると共に、この変流器１５からの検出信号を受信して各開閉機構６、８や遮断器１４を動かす制御部１６、１７、１８に事故が発生した負荷側回路９への電力の供給を遮断するように指示信号を送るコントロールユニット１９を設けるようにしても良い。
【００３２】
これにより、プラグが直流コンセントに差し込まれた状態でも、上述した図２に示されるようなプラグが直流コンセントから引き抜かれ又はプラグを回転させる過程のステップと同様の制御がコントロールユニットからの信号により自動的に行われるので、事故が発生した負荷側回路９を有するプラグ差込回路４ａは電流が遮断された状態とすることができ、過大電力・異常電力が流れることによって直流コンセントが故障するのを防止することが可能となる。
【００３３】
次に、開閉機構６、開閉機構８及び遮断器１４が入となったり切りとなったりするための具体的な構成について、実施例１、実施例２及び実施例３として説明する。
【実施例１】
【００３４】
図９から図１３において、この発明の実施例１が示されている。この実施例１で用いられるプラグ２１は、図９（ａ）から図１３（ａ）に示されるように、円柱状の２つの端子２２、２３を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。
【００３５】
直流コンセントは、図９（ａ）から図１３（ａ）に示されるように、この実施例１では２つの円板状部材２７、２８を有し、これらの円板状部材２７、２８は、プラグ２１の端子２２、２３の軸方向に沿って重ねるように組み合わせられている。
【００３６】
円板状部材２７は、回転しないようになっており、この円板状部材２７の中心Ｐ１を中心として描く同じ円軌道上に形成された２つの差込孔２９、３０が形成されていると共に、この差込孔２９、３０のプラグ２１側の開口縁は、差込孔２９、３０の一方端から中程まで延びる略Ｕ字状の電極３１、３２が設けられており、これらの電極３１、３２は差込孔２９、３０にプラグ２１の端子２２、２３が接した際に端子２２、２３と接することができるようになっていると共に、電極３１、３２と端子２２、２２とが接し又は離れることが開閉機構６の入と切として機能する。
【００３７】
円板状部材２８は、この円板状部材２７の中心Ｐ２に設けられた回転軸３３に外部から回転力が伝達されることにより回転するようになっていると共に、この実施例１ではプラグ２１とは反対側の面において円板状部材２８の中心Ｐ２を中心として描く異なる円軌道上に形成された２つの隆起部３４、３５が形成されている。この隆起部３４と隆起部３５とは、隆起開始点が隆起部３４の方が隆起部３５よりも早く、隆起終了点は隆起部３４の方が隆起部３５よりも遅くなっている。すなわち、隆起部３４の方が隆起部３５よりも円弧軌道に沿った寸法が長くなっている。
【００３８】
更に、直流コンセントは、円板状部材２７、２８とは別に、可動部３６、３７を有している。この可動部３６、３７は、円板状部材２８の軸方向から見た位置的には動かないものとなっており、円板状部材２８側に突出した突起３６ａ、３７ａを有すると共に円板状部材２８側に常に付勢されているもので、突起３６ａ、３７ａの先端は円板状部材２８の隆起部３４、３５と重ならない位置では隆起部３４、３５の隆起側面よりも円板状部材２８側にあり、隆起部３４、３５と重なる位置ではこの隆起部３４、３５により押されて円板状部材２８から離れる方向に動くようになっている。そして、可動部３６の円板状部材２８から離れる方向に動く動線上に接点３８、３８が配置されており、接点３８、３８と可動部３６、３７が接し又は離れることにより、開閉機構８、遮断器１４の入と切とが行われる。
【００３９】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図９（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重ならずに円板状部材２８から離れる方向に押されていないので接点３８、３８と当接していない。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。よって、図９（ｂ）に示されるように、図３と同様に、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００４０】
これに対して、プラグ２１を円板状部材２７に対して図１０（ａ）から図１３（ａ）の矢印方向に回転させると、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００４１】
まず、プラグ２１の端子２２、２３が図９（ａ）の位置から図１０（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１０（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接した状態を維持し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接する。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１０（ｂ）に示されるように、図４と同様に、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００４２】
次に、プラグ２１の端子２２、２３が図１０（ａ）の位置から図１１（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１１（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れる一方で、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１１（ｂ）に示されるように、図５と同様に、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００４３】
更に、プラグ２１の端子２２、２３が図１１（ａ）の位置から図１２（ａ）の位置まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１２（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３６は隆起部３４と重なり円板状部材２８から離れる方向に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する一方で、可動部３７は隆起部３５と重ならなくなり隆起部３５で突起３７ａが円板状部材２８から離れる方向に押されなくなるため可動部３７に対する付勢力により円板状部材２８側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１２（ｂ）に示されるように、図６と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれも流れなくなり、よって負荷側回路９にも電流が流れなくなる。
【００４４】
そして、プラグ２１の端子２２、２３が図１２（ａ）の位置から図１３（ａ）の位置すなわち差込孔２９、３０の端まで移動するように、プラグ２１を回転させた段階では、図１３（ａ）に示すように、円板状部材２７は動かず、円板状部材２８は付随して回転するので、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３７は隆起部３５と重ならず接点３８、３８から離れた状態を維持する一方で、可動部３６も隆起部３４と重ならなくなり隆起部３４で突起３６ａが円板状部材２８から離れる方向に押されなくなるため可動部３６に対する付勢力により円板状部材２８側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１３（ｂ）に示されるように、図７と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれにも流れず、よって負荷側回路９にも電流が流れない状態が維持された態様で、開閉機構８を切ることができる。
【００４５】
以上によれば、図９に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を回転させて図１３の状態で外しても、その時にはプラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【実施例２】
【００４６】
図１４から図１８において、この発明の実施例２が示されている。この実施例２で用いられるプラグ２１は、図１４（ａ）から図１８（ａ）に示されるように、薄い直方体の板状の２つの端子２２、２３を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。直流コンセントは、プラグ２１の端子２２、２３が挿着されることで端子２２、２３と接する電極３１、３２を有している。これらの電極３１、３２と端子２２、２２とが接し又は離れることが開閉機構６の入と切として機能する。
【００４７】
更に、プラグ２１は、この実施例２ではプラグ本体２４のうちの端子２２、２３の間からこれらの端子２２、２３の延出方向と同じ方向に延びる操作棒４０を有していると共に、直流コンセントはこの操作棒４０と端子２２、２３との間になるように配置された可動部３７、３８を有している。
【００４８】
操作棒４０は、可動部３６側（端子２３側）に隆起した隆起部３４と可動部３７側（端子２２側）に隆起した隆起部３５とを有し、隆起部３４、３５は操作棒４０の軸方向に沿って延びていると共に、操作棒４０の端端側における隆起部３４の隆起開始点は隆起部３５の隆起部３５の隆起開始点よりも早く操作棒４０のプラグ本体２４側における隆起部３４の隆起終了点は隆起部３５の隆起部３５の隆起終了点よりも遅くなっている。すなわち、隆起部３４の方が隆起部３５よりも操作棒４０の軸方向に沿った寸法が長くなっている。
【００４９】
可動部３７、３８は、操作棒４０側に常時付勢されていると共に、操作棒４０側に突出した突起３７ａ、３８ａを有している。突起３６ａ、３７ａの先端は操作棒４０の隆起部３４、３５と重ならない位置では操作棒４０を挟んで相対的に近接した側にあり、隆起部３４、３５と重なる位置では隆起部３４、３５により押されて端子２２又は２３側に動くようになっている。そして、可動部３６の端子２２又は２３側に動く動線上に接点３８、３８が配置されており、接点３８、３８と可動部３６、３７とが接し又は離れることにより、開閉機構８、遮断器１４の入と切とがそれぞれ行われる。
【００５０】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図１４（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重ならずに端子２２又は２３側に押されていないので接点３８、３８と当接していない。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。よって、図１４（ｂ）に示されるように、図３と同様に、直流電源からの電流は母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００５１】
これに対して、プラグ２１を直流コンセントから図１５（ａ）から図１８（ａ）の矢印方向に示すように引き抜くと、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００５２】
まず、プラグ２１の端子２２、２３が図１４（ａ）の位置から図１５（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１５（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２と接した状態を維持し、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり端子２２又は２３側に押されて接点３８、３８と当接する。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１５（ｂ）に示されるように、図４と同様に、直流電源からの電流の一方のルートとして母線１０より第１の回路５及びこの第１の回路５に配置された開閉機構６を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至ると共に、直流電源からの電流の他方のルートとして母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００５３】
次に、プラグ２１の端子２２、２３が図１５（ａ）の位置から図１６（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１６（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れる一方で、可動部３６、３７の双方は隆起部３４、３５と重なり端子２２又は２３側に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態となる。よって、図１６（ｂ）に示されるように、図５と同様に、直流電源からの電流は、母線１０より消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４を経て母線１１を流れた後、第２の回路７及びこの第２の回路７に配置された開閉機構８を経由して負荷側回路９に流れて負荷Ｆ１に至る。
【００５４】
更に、プラグ２１の端子２２、２３が図１６（ａ）の位置から図１７（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１７（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３６は隆起部３４と重なり端子２３側に押されて接点３８、３８と当接した状態を維持する一方で、可動部３７は隆起部３５と重ならなくなり隆起部３５で突起３７ａが端子２２側に押されなくなるため可動部３７に対する付勢力により端子２３側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１７（ｂ）に示されるように、図６と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、７のいずれも流れなくなり、よって負荷側回路９にも電流が流れなくなる。
【００５５】
そして、プラグ２１の端子２２、２３が図１７（ａ）の位置から図１８（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図１８（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２、２３は電極３１、３２から離れた状態、可動部３７は隆起部３５と重ならないため接点３８、３８から離れた状態を維持する一方で、可動部３６も隆起部３４と重ならなくなり隆起部３４で突起３６ａが端子２３側に押されなくなるため可動部３６に対する付勢力により端子２２側に動き、接点３８、３８から離れる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態となる。よって、図１８（ｂ）に示されるように、図７と同様に、直流電源からの電流は第１の回路５、第２の回路７のいずれにも流れず、よって負荷側回路９にも電流が流れない状態が維持された態様で、開閉機構８を切ることができる。
【００５６】
以上によれば、図１４に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を図１８の状態から更に引き抜いてプラグ２１を完全に外す時には、プラグ差込回路４ａの負荷側回路９は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、アークの発生を防止することが可能である。
【実施例３】
【００５７】
図１９から図２３において、この発明の実施例３が示されている。この実施例３で用いられるプラグ２１は、図１９（ａ）から図２３（ａ）に示されるように、薄い直方体の板状の２つの端子２２、２３（但し、実施例の構成の説明の便宜から端子２２のみを表示。）を有するプラグ本体２４により構成されていると共にコード２５を介して負荷Ｆ（図では便宜上Ｆ１を表示。）と接続されている。
【００５８】
直流コンセントは、図１９（ａ）から図２３（ａ）に示されるように、第１の回路５及び第２の回路７を有して構成される複数のプラグ差込回路４（但し、図ではプラグ差込回路４ａのみを表示。）を備えている。プラグ差込回路４の第１の回路５は、この実施例３では一方端が直流電源の正極側３に接続され、他方端に直流コンセントに差し込まれたプラグ２１の端子２２と接することが可能な電極４２が配置されている。この電極４２は開閉機構６として作用し、プラグ２１の端子２２と接し又は離れることにより開閉機構６の入と切とを行うものとなっている。プラグ差込回路４の第２の回路７は、一方端が下記する消弧回路１３と接続され、他方端には直流コンセントに差し込まれたプラグ２１の端子２２と接することが可能な電極４３が配置されている。この電極４３は、開閉機構８として作用し、プラグ２１の端子２２と接し又は離れることにより開閉機構８の入と切を行うものとなっている。
【００５９】
また、直流コンセントは、遮断器１４が配置された消弧回路１３を有している。この消弧回路１３は、１つに集約されており、一方端が直流電源の正極側３に接続され他方端がＤ点において複数の第２の回路７と接続されるものとなっている。ダイオードやサイリスタ等の逆流防止素子４４は、この実施例では第２の回路７のうちＤ点に最も近い側に配置されている。
【００６０】
更に、直流コンセントは、遮断器１４の入と切とを行うための制御回路４５を有しており、この制御回路４５は、一方端が直流電源の正極側３に接続され、他方端が直流電源の負極側２’に接続されるようになっていると共に、電磁コイル４６が配置されている。そして、この制御回路４５は、電磁コイル４６と直流電源の負極側２’との間に２つの開閉機構４７、４８を有している。
【００６１】
開閉機構４７は、常にプラグ２１の端子２２側に付勢されている可動部４９と、可動部４９よりもプラグ２１の端子２２側に位置する２つの接点５０、５０とで基本的に構成されている。そして、開閉機構４７は、可動部４９がプラグ２１の端子２２の側面に当接しているときには可動部４９は付勢力に抗してプラグ２１に押された状態にあり、これに伴い、接点５０、５０と接せず、可動部４９がプラグ２１の端子２２の側面に当接していないときには、可動部４９がプラグ２１に押されていないので、付勢力により接点５０、５０と接するようになっている。
【００６２】
開閉機構４８は、常にプラグ２１の端子２２側に付勢されている可動部５１と、２つの接点５２、５２とで基本的に構成されており、可動部５１が接点５２、５２よりもプラグ２１の端子２２側に位置している。そして、開閉機構４８は、可動部５１がプラグ２１の端子２２の側面に当接しているときには可動部５１は付勢力に抗してプラグ２１に押された状態にあり、これに伴い、接点５２、５２と接し、可動部５１がプラグ２１の端子２２の側面に当接していないときには、可動部５１がプラグ２１に押されていないので、付勢力により接点５２、５２と接しないようになっている。すなわち、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２に当接せず、開閉機構４８の可動部５１がプラグ２１の端子２２に当接している場合にのみ、制御回路４５に給電され、電磁コイル４６で発生する電磁力が作用して遮断器１４が入となる。
【００６３】
プラグ２１が差し込まれてプラグ２１を介して負荷Ｆ１に直流電源から電力が供給される通常状態では、図１９（ａ）に示されるように、開閉機構６として作用する電極４２は，プラグ２１の端子２２と接して入の状態にある一方で、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２で押された状態にあるため接点５０、５０と接せず、電磁コイル４６に給電されないため遮断器１４も切の状態となっている。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態にある。
【００６４】
よって、図１９（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５を通って開閉機構６として作用する電極４２からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至るようになっている。
【００６５】
これに対して、プラグ２１を直流コンセントから図２０（ａ）から図２３（ａ）の矢印方向に示すように引き抜くと、以下のようなステップの切り換えが機械的に行われる。
【００６６】
まず、プラグ２１の端子２２が図１９（ａ）の位置から図２０（ａ）の位置に移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２０（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２は開閉機構６として作用する電極４２、開閉機構８として作用する電極４３の双方と接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９がプラグ２１の端子２２で押されなくなって接点５０、５０と接するようになり、しかも、開閉機構４８の可動部５１がプラグ２１の端子２２で押された状態にあるため接点５２、５２と接した状態を維持していることから、開閉機構６として作用する電極４２と開閉機構８として作用する電極４３の双方が入の状態になり、電磁コイル４６に給電され、遮断器１４が入の状態となる。すなわち、開閉機構６は入、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態にある。
【００６７】
よって、図２０（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５を通って開閉機構６として作用する電極４２からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至るルートと、消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４、ダイオード４４を経た後、第２の回路７を通って開閉機構８として作用する電極４３からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至る他のルートとができる。
【００６８】
次に、プラグ２１の端子２２が図２０（ａ）の位置から図２１（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２１（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２は開閉機構６として作用する電極４２から離れるが、開閉機構６として作用する電極４３とは接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態、開閉機構４８の可動部５１は接点５２、５２と接した状態をそれぞれ維持するため、電磁コイル４６に給電され、遮断器１４は入の状態が維持される。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は入の状態にある。
【００６９】
よって、図２１（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、消弧回路１３及びこの消弧回路１３に配置された遮断器１４、ダイオード４４を経た後、第２の回路７を通って開閉機構８として作用する電極４３からプラグ２１の端子２２に流れ、更に負荷Ｆ１に至ることとなる。
【００７０】
更に、プラグ２１の端子２２が図２１（ａ）の位置から図２２（ａ）の位置まで移動するようにプラグ２１を矢印方向に引き抜いた段階では、図２２（ａ）に示されるように、プラグ２１の端子２２が開閉機構６として作用する電極４２から離れた状態、開閉機構８として作用する電極４３とは接した状態を維持する一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態にあるが開閉機構４８の可動部５１はプラグ２１の端子３２が外れるためプラグ２１の端子２２で押されなくなって接点５２、５２から離れるため電磁コイル４６に給電されないので遮断器１４は切の状態となる。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は入、遮断器１４は切の状態にある。
【００７１】
よって、図２２（ｂ）に示されるように、直流電源の正極側３からの電流は、第１の回路５、７のいずれにも流れなくなり、よって開閉機構６として作用する電極４２及び開閉機構８として作用する電極４３のいずれからもプラグ２１の端子２２に電流が流れなくなる。
【００７２】
そして、図２３（ａ）に示すように、プラグ２１の端子２２を直流コンセントから完全に引き抜いた段階では、プラグ２１の端子２２が開閉機構６として作用する電極４２から離れた状態を維持しつつ開閉機構８として作用する電極４３からも離れる一方で、開閉機構４７の可動部４９は接点５０、５０と接した状態、開閉機構４８の可動部５１は接点５２、５２から離れた状態をそれぞれ維持するため電磁コイル４６に給電されないので遮断器１４は切の状態が維持される。すなわち、開閉機構６は切、開閉機構８は切、遮断器１４は切の状態にある。
【００７３】
以上によれば、図１９に示される直流コンセントに差し込まれた状態のプラグ２１を図２３に示されるようにプラグ２１が完全に引き抜かれるようにしても、その時にはプラグ差込回路４の第１の回路５及び第２の回路７は電流が遮断された状態であり、プラグ２１が通電中ではないので、プラグ２１の端子２２が電極４３から離れるときにアークの発生を防止することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 直流コンセントの総合回路
２、２’ 直流電源の負極側
３ 直流電源の正極側
４ａ乃至４ｇ プラグ差込回路（回路）
５ 回路（第１の回路）
６ 開閉機構（第１の開閉機構）
７ 回路（第２の回路）
８ 開閉機構（第２の開閉機構）
９ 負荷側回路
１０ 母線（第１の母線）
１１ 母線（第２の母線）
１３ 消弧回路
１４ 遮断器
１５ 変流器（検知機構）
１６乃至１８ 制御部
１９ コントロールユニット
２１ プラグ
２２、２３ 端子
２４ プラグ本体
２５ コード
２７、２８ 円板状部材
２９、３０ 差込孔
３１、３２ 電極
３３ 回転軸
３４、３５ 隆起部
３６、３７ 可動部
３６ａ、３７ａ 突起
３８ 接点
４０ 操作棒
４２ 電極（第１の開閉機構）
４３ 電極（第２の開閉機構）
４４ ダイオードもしくはサイリスタ等の逆流防止素子
４５ 制御回路
４６ 電磁コイル
４７、４８ 開閉機構
４９ 可動部
５０ 接点
５１ 可動部
５２ 接点
Ｆ１乃至Ｆ７ 負荷
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電流が差し込まれたプラグを介して複数の負荷に対して個別に流れるように複数の回路を有する直流コンセントであって、
前記回路は、電流を分流させることが可能な第１の回路と第２の回路とを有し、前記第１の回路にはこの第１の回路を開閉するための第１の開閉機構が配置され、前記第２の回路にはこの第２の回路を開閉するための第２の開閉機構が配置されていると共に、前記第２の回路の上流側は前記複数の回路に共通する１つの消弧回路と接続され、前記消弧回路は、この消弧回路を開閉するための遮断器が配置されており、
前記プラグが差し込まれた時は、前記第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態であり、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴とする直流コンセント。
【請求項２】
前記回路は、前記第１の回路を一方端が前記直流電源に繋がる第１の母線と接続させ、前記第２の回路を前記第１の母線と同じ極側の電流が流れる第２の母線と接続させていると共に、前記第１の回路と前記第２の回路とは、前記開閉機構よりも下流側にて集約させて前記複数の負荷の１つと接続する負荷側回路を形成していることを特徴とする請求項１に記載の直流コンセント。
【請求項３】
前記回路は、前記第１の回路の一方端を前記直流電源と接続させ、他方端に前記第１の開閉機構を配置し、この第１の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行うことで前記第１の回路の開閉を行い、前記第２の回路の一方端を前記消弧回路から延びる複数の分岐線の１つと接続させ、他方端に前記第２の開閉機構を配置し、この第２の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行い、前記遮断器が開閉動作を行うことにより前記第２の回路の開閉を行っていることを特徴とする請求項１に記載の直流コンセント。
【請求項４】
前記負荷側回路にこの負荷側回路で発生した事故を検知する検知機構が配置されており、この検知機構からの信号を受けて、前記プラグが差し込まれた状態でも、まず前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴とする請求項２に記載の直流コンセント。
【請求項１】
直流電源からの電流が差し込まれたプラグを介して複数の負荷に対して個別に流れるように複数の回路を有する直流コンセントであって、
前記回路は、電流を分流させることが可能な第１の回路と第２の回路とを有し、前記第１の回路にはこの第１の回路を開閉するための第１の開閉機構が配置され、前記第２の回路にはこの第２の回路を開閉するための第２の開閉機構が配置されていると共に、前記第２の回路の上流側は前記複数の回路に共通する１つの消弧回路と接続され、前記消弧回路は、この消弧回路を開閉するための遮断器が配置されており、
前記プラグが差し込まれた時は、前記第１の開閉機構が入の状態、前記第２の開閉機構が切の状態であり、前記プラグを引き抜き又は回転させる過程で、前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴とする直流コンセント。
【請求項２】
前記回路は、前記第１の回路を一方端が前記直流電源に繋がる第１の母線と接続させ、前記第２の回路を前記第１の母線と同じ極側の電流が流れる第２の母線と接続させていると共に、前記第１の回路と前記第２の回路とは、前記開閉機構よりも下流側にて集約させて前記複数の負荷の１つと接続する負荷側回路を形成していることを特徴とする請求項１に記載の直流コンセント。
【請求項３】
前記回路は、前記第１の回路の一方端を前記直流電源と接続させ、他方端に前記第１の開閉機構を配置し、この第１の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行うことで前記第１の回路の開閉を行い、前記第２の回路の一方端を前記消弧回路から延びる複数の分岐線の１つと接続させ、他方端に前記第２の開閉機構を配置し、この第２の開閉機構が前記プラグとの当接と離隔とを行い、前記遮断器が開閉動作を行うことにより前記第２の回路の開閉を行っていることを特徴とする請求項１に記載の直流コンセント。
【請求項４】
前記負荷側回路にこの負荷側回路で発生した事故を検知する検知機構が配置されており、この検知機構からの信号を受けて、前記プラグが差し込まれた状態でも、まず前記第２の開閉機構と前記遮断器とが順次入となり、次に前記第１の開閉機構が切となり、更に前記遮断器が切となった後、前記第２の開閉機構が切となることを特徴とする請求項２に記載の直流コンセント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−１０５５６３（Ｐ２０１３−１０５５６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７２９７（Ｐ２０１１−２４７２９７）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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